Cpp标准库之 std::regex 类的使用

参考:https://blog.csdn.net/l357630798/article/details/78235307

一、简介：

        本文主要是大致的介绍如何使用 C++ 标准库中 std::regex 相关类库，用来打发下无聊的时间。

        在使用 C++ 标准库正则表达式之前，肯定是要先学习正则表达式语法的，不解释。

        要学习正则表达式语法，你百度一下，可以百度一把大。但是，我个人觉得写的最经典的莫过于这篇文章了 正则表达式30分钟入门教程 ，感谢这篇文章作者 30 秒。我觉得只需要读懂这篇文章的 80%，你将感受到正则表达式处理字符串那毁天灭地的威力。

二、常用 C++ 标准库正则表达式类：

        C++ 标准库中常用正则表达式类主要包含如下 5 组：

        有了以上 5 组模板，基本上可以处理所有的字符串处理需求了。

三、C++ 正则表达式模板的使用：

        std::regex_match: 正则表达式需要匹配整个字符串序列，也就是说正则表达式要与字符串完全匹配。因此，它是单次匹配，否则匹配失败。

        范例代码如下：

1.  
   void match()
2.  
   {
3.  
   /
4.  
   //std::regex_match
5.  
   //std::regex_match: 正则表达式需要匹配整个字符串序列, 也就是说正则表达式要与
6.  
   //字符串完全匹配, 因此, 它是单次匹配, 否则匹配失败.
7.  
   //此外, 它还可以获取子匹配的组
8.  
    
9.  
   std::string text = "Date:2017-10-10";
10.  
     
11.  
    //构造正则表达式
12.  
    //这里 "()" 用于捕获组, 捕获组的编号是按照 "(" 出现的顺序, 从左到右, 从1开始进行编号的
13.  
    std::string pattern = "Date.(\d{4})-(\d{2}-(\d{2}))";
14.  
    std::regex express(pattern);
15.  
     
16.  
    //匹配
17.  
    std::cout.setf(std::ios_base::boolalpha);
18.  
    /*模板函数1-1*/
19.  
    //第0组一般是整个正则表达式匹配结果, 其他依次是捕获组的结果
20.  
    //这里使用的是 std::string::iterator 迭代器, 与 begin()/ end() 返回的迭代器类型(std::string::iterator)要一致
21.  
    std::match_results<std::string::iterator> results1;
22.  
    if(std::regex_match(text.begin(), text.end(), results1, express))
23.  
    {
24.  
    std::match_results<std::string::iterator>::const_iterator iter;
25.  
    for (iter = results1.begin(); iter != results1.end(); iter++)
26.  
    {
27.  
    std::cout << iter->length() << ": " << iter->str() << std::endl;
28.  
    }
29.  
    }
30.  
    /*输出
31.  
    15: Date:2017-10-10
32.  
    4: 2017
33.  
    5: 10-10
34.  
    2: 10
35.  
    */
36.  
     
37.  
    /*模板函数1-2*/
38.  
    //第0组一般是整个正则表达式匹配结果, 其他依次是捕获组的结果
39.  
    //std::smatch == std::match_results<std::string::const_iterator>
40.  
    std::smatch s_results1;
41.  
    if(std::regex_match(text.cbegin(), text.cend(), s_results1, express))
42.  
    {
43.  
    std::match_results<std::string::const_iterator>::const_iterator iter;
44.  
    for (iter = s_results1.begin(); iter != s_results1.end(); iter++)
45.  
    {
46.  
    std::cout << iter->length() << ": " << iter->str() << std::endl;
47.  
    }
48.  
    }
49.  
    /*输出
50.  
    15: Date:2017-10-10
51.  
    4: 2017
52.  
    5: 10-10
53.  
    2: 10
54.  
    */
55.  
     
56.  
    /*模板函数2*/
57.  
    //显示字符串是否符合正则表达式, 用于检测字符串规则
58.  
    std::cout << std::regex_match(text.begin(), text.end(), express) << std::endl;
59.  
     
60.  
    /*模板函数3*/
61.  
    //第0组一般是整个正则表达式匹配结果, 其他依次是捕获组的结果
62.  
    //std::cmatch == std::match_results<const char*>
63.  
    std::cmatch c_results3;
64.  
    if(std::regex_match(text.c_str(), c_results3, express))
65.  
    {
66.  
    for (auto iter = c_results3.begin(); iter != c_results3.end(); iter++)
67.  
    {
68.  
    std::cout << iter->length() << ": " << iter->str() << std::endl;
69.  
    }
70.  
    }
71.  
    /*输出
72.  
    15: Date:2017-10-10
73.  
    4: 2017
74.  
    5: 10-10
75.  
    2: 10
76.  
    */
77.  
     
78.  
    /*模板函数4*/
79.  
    //显示字符串是否符合正则表达式, 用于检测字符串规则
80.  
    std::cout << std::regex_match(text.c_str(), express) << std::endl;
81.  
     
82.  
    /*模板函数5*/
83.  
    //第0组一般是整个正则表达式匹配结果, 其他依次是捕获组的结果
84.  
    std::match_results<std::string::const_iterator> s_results5;
85.  
    if(std::regex_match(text, s_results5, express))
86.  
    {
87.  
    for (size_t index = 0; index < s_results5.size(); index++)
88.  
    {
89.  
    //sub_match: 子匹配, match_results里面都存放的是sub_match
90.  
    //sub_match 可以理解为 std::pair 的扩展, 它继承了 std::pair,
91.  
    //其中 first 实际上存放的是获取的字符串头指针地址, second 为尾指针地址
92.  
    std::ssub_match sub = s_results5[index];
93.  
    std::cout << sub.length() << ": " << sub.str() << std::endl;
94.  
    }
95.  
    }
96.  
    /*输出
97.  
    15: Date:2017-10-10
98.  
    4: 2017
99.  
    5: 10-10
100.  
     2: 10
101.  
     */
102.  
      
103.  
     /*模板函数6*/
104.  
     //显示字符串是否符合正则表达式, 用于检测字符串规则
105.  
     std::cout << std::regex_match(text, express) << std::endl;
106.  
     /
107.  
     }

        std::regex_search: 搜素正则表达式参数，但它不要求整个字符序列完全匹配。而且它只进行单次搜索，搜索到即停止继续搜索，不进行重复多次搜索。

        范例代码如下：

1.  
   void search()
2.  
   {
3.  
   /
4.  
   //std::regex_search
5.  
   //std::regex_search: 搜素正则表达式参数, 但它不要求整个字符序列完全匹配.
6.  
   //而且它只进行单次搜索, 搜索到即停止继续搜索, 不进行重复多次搜索.
7.  
    
8.  
   std::string text = "Date:2017-10-10 ~ 2017-10-15";
9.  
    
10.  
    //构造正则表达式
11.  
    //这里 "()" 用于捕获组, 捕获组的编号是按照 "(" 出现的顺序, 从左到右, 从1开始进行编号的
12.  
    std::string pattern = "(\d{4})-(\d{2}-(\d{2}))";
13.  
    std::regex express(pattern);
14.  
     
15.  
    //匹配
16.  
    std::cout.setf(std::ios_base::boolalpha);
17.  
     
18.  
    /*模板函数1*/
19.  
    //第0组一般是整个正则表达式匹配结果, 其他依次是捕获组的结果, 它不进行重复多次搜索
20.  
    std::match_results<std::string::iterator> results1;
21.  
    if(std::regex_search(text.begin(), text.end(), results1, express))
22.  
    {
23.  
    //使用迭代器遍历, 这里的迭代器实际上是指向 std::sub_match 的指针
24.  
    std::match_results<std::string::iterator>::const_iterator iter;
25.  
    for (iter = results1.begin(); iter != results1.end(); iter++)
26.  
    {
27.  
    std::cout << iter->length() << ": " << iter->str() << std::endl;
28.  
    }
29.  
    }
30.  
    /*输出
31.  
    10: 2017-10-10
32.  
    4: 2017
33.  
    5: 10-10
34.  
    2: 10
35.  
    */
36.  
     
37.  
    /*模板函数2*/
38.  
    //显示是否有搜索到符合正则表达式的结果
39.  
    std::cout << std::regex_search(text.begin(), text.end(), express) << std::endl;
40.  
     
41.  
    /*模板函数3*/
42.  
    //第0组一般是整个正则表达式匹配结果, 其他依次是捕获组的结果, 它不进行重复多次搜索
43.  
    std::cmatch c_results3;
44.  
    if(std::regex_search(text.c_str(), c_results3, express))
45.  
    {
46.  
    for (size_t index = 0; index < c_results3.size(); index++)
47.  
    {
48.  
    //获取组里面的数据, 注意: 这里使用的是 std::csub_match,
49.  
    //实际上存放在 std::match_results 里面的数据就是一组 std::sub_match
50.  
    std::csub_match sub = c_results3[index];
51.  
     
52.  
    //先获取长度, 再获取内容
53.  
    std::cout << sub.length() << ": " << sub.str() << std::endl;
54.  
    }
55.  
    }
56.  
    /*输出
57.  
    10: 2017-10-10
58.  
    4: 2017
59.  
    5: 10-10
60.  
    2: 10
61.  
    */
62.  
     
63.  
    /*模板函数4*/
64.  
    //显示是否有搜索到符合正则表达式的结果
65.  
    std::cout << std::regex_search(text.c_str(), express) << std::endl;
66.  
     
67.  
    /*模板函数5*/
68.  
    //第0组一般是整个正则表达式匹配结果, 其他依次是捕获组的结果, 它不进行重复多次搜索
69.  
    std::smatch s_results5;
70.  
    if (std::regex_search(text, s_results5, express))
71.  
    {
72.  
    for (auto iter = s_results5.begin(); iter != s_results5.end(); iter++)
73.  
    {
74.  
    std::cout << iter->length() << ": " << iter->str() << std::endl;
75.  
    }
76.  
    }
77.  
    /*输出
78.  
    10: 2017-10-10
79.  
    4: 2017
80.  
    5: 10-10
81.  
    2: 10
82.  
    */
83.  
     
84.  
    /*模板函数6*/
85.  
    //显示是否有搜索到符合正则表达式的结果
86.  
    std::cout << std::regex_search(text, express) << std::endl;
87.  
    }

        std::regex_replace: 多次搜索整个正则表达式(不考虑捕获组)，然后替换正则表达式匹配到的结果。

        范例代码如下：

1.  
   void replace()
2.  
   {
3.  
   /
4.  
   //std::regex_replace
5.  
   //std::regex_replace:
6.  
    
7.  
   std::string text = "Date:2017-10-10 ~ 2017-10-15";
8.  
    
9.  
   //构造正则表达式
10.  
    //这里 "()" 用于捕获组, 捕获组的编号是按照 "(" 出现的顺序, 从左到右, 从1开始进行编号的
11.  
    std::string pattern = "(\d{4})-(\d{2}-(\d{2}))";
12.  
    std::regex express(pattern);
13.  
     
14.  
    //定义存储结果变量已经替换字符
15.  
    std::string result(256, '0');
16.  
    std::string substitutes = "2017-10-12";
17.  
     
18.  
    /*模板函数1*/
19.  
    //多次搜索整个正则表达式(不考虑捕获组), 然后替换正则表达式匹配到的结果
20.  
    //std::regex_replace 模板函数返回值实际上是新的字符串存入变量后尾部的指针位置, 置 0 是为了防止变量数据出错或乱码
21.  
    *std::regex_replace(result.begin(), text.begin(), text.end(), express, substitutes) = '';
22.  
    std::cout << result.c_str() << std::endl;
23.  
    /*输出:
24.  
    Date:2017-10-12 ~ 2017-10-12
25.  
    */
26.  
     
27.  
    result.clear();
28.  
    result.resize(256, '0');
29.  
     
30.  
    /*模板函数2*/
31.  
    //多次搜索整个正则表达式(不考虑捕获组), 然后替换正则表达式匹配到的结果
32.  
    //std::regex_replace 模板函数返回值实际上是新的字符串存入变量后尾部的指针位置, 置 0 是为了防止变量数据出错或乱码
33.  
    result = std::regex_replace(text, express, substitutes);
34.  
    std::cout << result.c_str() << std::endl;
35.  
    /*输出:
36.  
    Date:2017-10-12 ~ 2017-10-12
37.  
    */
38.  
    }

        std::regex_iterator: 用于多次重复匹配，不分组，只进行多次匹配整个正则表达式，可获取整个正则表达式的结果。

        范例代码如下：

1.  
   void iterator()
2.  
   {
3.  
   /
4.  
   //std::regex_iterator
5.  
   //std::regex_iterator: 用于多次重复匹配, 不分组, 只进行多次匹配整个正则表达式,
6.  
   //可获取整个正则表达式的结果
7.  
    
8.  
   std::string text = "Date:2017-10-10 ~ 2017-10-15";
9.  
    
10.  
    //构造正则表达式
11.  
    //这里 "()" 用于捕获组, 捕获组的编号是按照 "(" 出现的顺序, 从左到右, 从1开始进行编号的
12.  
    std::string pattern = "(\d{4})-(\d{2}-(\d{2}))";
13.  
    std::regex express(pattern);
14.  
     
15.  
    std::regex_iterator<std::string::const_iterator> begin(text.cbegin(), text.cend(), express);
16.  
    //std::sregex_iterator == std::regex_iterator<std::string::const_iterator>
17.  
    for (auto iter = begin; iter != std::sregex_iterator(); iter++)
18.  
    {
19.  
    std::cout << iter->length() << ": " << iter->str() << std::endl;
20.  
    }
21.  
    /*输出
22.  
    10: 2017-10-10
23.  
    10: 2017-10-15
24.  
    */
25.  
    }

        std::regex_token_iterator: 用于多次匹配正则表达式, 它可以获取整个正则表达式的结果，也可以获取正则表达式的前缀，还可以获取正则表达式的分组子匹配。

        范例代码如下：

1.  
   void token_iterator()
2.  
   {
3.  
   /
4.  
   //std::regex_token_iterator
5.  
   //std::regex_token_iterator: 用于多次匹配正则表达式, 它可以获取整个正则表达式
6.  
   //的结果, 也可以获取正则表达式的前缀, 还可以获取正则表达式的分组子匹配
7.  
    
8.  
   std::string text = "Date:2017-10-10 ~ 2017-10-15";
9.  
    
10.  
    //构造正则表达式
11.  
    //这里 "()" 用于捕获组, 捕获组的编号是按照 "(" 出现的顺序, 从左到右, 从1开始进行编号的
12.  
    std::string pattern = "(\d{4})-(\d{2}-(\d{2}))";
13.  
    std::regex express(pattern);
14.  
     
15.  
    /*构造函数2-1*/
16.  
    //(多次匹配)显示正则表达式匹配, 即参数 4 等于 0
17.  
    std::regex_token_iterator<std::string::const_iterator> begin2_1(text.cbegin(), text.cend(), express);
18.  
    //std::sregex_token_iterator == std::regex_token_iterator<std::string::const_iterator>
19.  
    for (auto iter = begin2_1; iter != std::sregex_token_iterator(); iter++)
20.  
    {
21.  
    std::cout << iter->length() << ": " << iter->str() << std::endl;
22.  
    }
23.  
    /*输出
24.  
    10: 2017-10-10
25.  
    10: 2017-10-15
26.  
    */
27.  
     
28.  
    /*构造函数2-2*/
29.  
    //(多次匹配)显示正则表达式匹配到的前缀, -1 则表示只显示前缀
30.  
    std::regex_token_iterator<std::string::const_iterator> begin2_2(text.cbegin(), text.cend(), express, -1);
31.  
    for (auto iter = begin2_2; iter != std::sregex_token_iterator(); iter++)
32.  
    {
33.  
    std::cout << iter->length() << ": " << iter->str() << std::endl;
34.  
    }
35.  
    /*输出
36.  
    5: Date:
37.  
    3: ~
38.  
    */
39.  
     
40.  
    /*构造函数2-3*/
41.  
    //(多次匹配)显示正则表达式子匹配, 3 表示第三组子匹配
42.  
    std::regex_token_iterator<std::string::const_iterator> begin2_3(text.cbegin(), text.cend(), express, 3);
43.  
    for (auto iter = begin2_3; iter != std::sregex_token_iterator(); iter++)
44.  
    {
45.  
    std::cout << iter->length() << ": " << iter->str() << std::endl;
46.  
    }
47.  
    /*输出
48.  
    2: 10
49.  
    2: 15
50.  
    */
51.  
     
52.  
    /*构造函数3*/
53.  
    //(多次匹配)显示正则表达式匹配到的前缀和子匹配, -1 表示前缀, 2 表示第二个子匹配
54.  
    std::vector<int> vec;
55.  
    vec.push_back(-1);
56.  
    vec.push_back(2);
57.  
    std::regex_token_iterator<std::string::iterator> begin3(text.begin(), text.end(), express, vec);
58.  
    for (auto iter = begin3; iter != std::regex_token_iterator<std::string::iterator>(); iter++)
59.  
    {
60.  
    std::cout << iter->length() << ": " << iter->str() << std::endl;
61.  
    }
62.  
    /*输出
63.  
    5: Date:
64.  
    5: 10-10
65.  
    3: ~
66.  
    5: 10-15
67.  
    */
68.  
     
69.  
    /*构造函数4*/
70.  
    //(多次匹配)显示正则表达式匹配到的前缀和整个正则表达式匹配, -1 表示前缀, 0 表示匹配整个正则表达式.
71.  
    int arr[] = {-1, 0};
72.  
    std::regex_token_iterator<std::string::iterator> begin4(text.begin(), text.end(), express, arr);
73.  
    for (auto iter = begin4; iter != std::regex_token_iterator<std::string::iterator>(); iter++)
74.  
    {
75.  
    std::cout << iter->length() << ": " << iter->str() << std::endl;
76.  
    }
77.  
    /*输出
78.  
    5: Date:
79.  
    10: 2017-10-10
80.  
    3: ~
81.  
    10: 2017-10-15
82.  
    */
83.  
    }

        主函数：

1.  
   int main()
2.  
   {
3.  
   search();
4.  
    
5.  
   system("pause");
6.  
   return 0;
7.  
   }

        以上范例及说明基本上已介绍模板的使用方法，其中模板中的 match_flag_type 我没有使用，可以查阅 MSDN 来使用。另，源代码下载地址：std::regex usge demo